一种改性反渗透膜的制备方法

技术领域

本发明涉及膜制备技术领域，更具体地说，关于一种改性反渗透膜的制备方法。

背景技术

随着水安全问题的日趋严重，反渗透技术在水处理领域的应用越来越广泛，从海水淡化逐渐延伸到污水处理等领域。

反渗透膜(RO膜)是一种模拟生物半透膜制成的具有一定特性的人工半透膜，是反渗透技术的核心构件。反渗透技术原理是在高于溶液渗透压的作用下，依据其他物质不能透过半透膜而将这些物质和水分离开来。RO的膜孔径非常小，因此能够有效地去除水中的溶解盐类、胶体、微生物、有机物等。系统具有水质好、耗能低、无污染、工艺简单、操作简便等优点。专利CN110947308A公开了一种以GO/ZnO制备复合反渗透膜的方法，通过调整聚砜的浓度，以及GO/ZnO纳米复合材料的含量，制备出支撑膜。

现有技术的水处理过滤技术中，反渗透膜元件已经得到了广泛的应用。但由于RO膜在使用过程中，无机物、有机物、胶体及生物物质容易污染RO膜，其中以生物物质污染最难去除。因为那些微生物会吸附和沉积到膜表面，并以原料液中的有机物或其他死亡微生物细胞为营养物质，大量繁殖，造成RO膜的选择透过性出现严重衰竭，RO膜使用寿命缩短。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于解决RO膜在使用过程中易被生物物质污染，造成RO膜的选择透过性出现严重衰竭，RO膜使用寿命缩短的问题。

本发明通过以下技术手段实现解决上述技术问题的：

一种改性反渗透膜的制备方法，包括以下步骤：

(1)铸膜液的制备：铸膜液的制备：按照重量比为70-85:15-30，将二甲基甲酰胺与聚砜混匀搅拌，静置12-13h，密封保存并脱泡处理；

(2)将步骤(1)中配置好的铸膜液通过挤出机涂布在无纺布上，将涂布有铸膜液的无纺布通过传送辊输送至挤出一车间，依次经过三个水槽水洗后，再经过烘箱烘干；

(3)传送辊继续将无纺布输送至挤出二车间，先将无纺布浸入水相溶液中，再浸入装有纳米级氧化锌颗粒溶液的容器中，然后经过烘箱烘干，其中，纳米级氧化锌颗粒溶液中纳米级氧化锌的质量浓度为1-2.5％，纳米级氧化锌颗粒的粒径为1-5nm；

(4)传送辊继续将无纺布输送至挤出三车间，无纺布浸入油相溶液后，再经过烘箱烘干；

(5)传送辊继续将无纺布输送至后处理车间，无纺布依次浸入装有异丙醇质量浓度为60％的容器、装有NaClO质量浓度为5％容器、装有IPA质量浓度为30％容器、水槽和装有甘油质量浓度为8％的容器处理后，经过烘箱烘干，制得改性反渗透膜，再收卷分切成所需要的宽幅。

本发明在制备反渗透膜的过程中，通过添加纳米级氧化锌颗粒，将纳米级氧化锌附着在底膜上，使RO膜具备抗菌效果，通过后处理工艺，去除膜在制备过程中经过水相和油相未反应的胺和酸，并通过甘油容器在制备的膜的表面覆盖一层保护层，增强了反渗透膜的耐机械损伤的性能，延长了反渗透膜的使用寿命。

优选地，所述步骤(2)中烘干的温度为70-80℃，烘干时间为30-40s。

优选地，所述步骤(3)中水相溶液为间苯二胺和水的混合液

优选地，所述水相溶液中间苯二胺的质量浓度为1.5-3％。

优选地，所述步骤(3)中烘干的温度为65-75℃，烘干时间30-40s。

优选地，所述步骤(4)中油相溶液为均苯三甲酰氯和异构十二烷烃混合液。

优选地，所述油相溶液中均苯三甲酰氯质量浓度0.2-0.5％。

优选地，所述步骤(4)中烘干的温度为70-80℃，烘干时间为2-3min。

优选地，所述步骤(5)中烘干的温度为75-85℃，烘干时间为2-3min。

优选地，所述传送辊的运转速度为5m/min。

本发明具有如下的有益效果：

本发明在制备反渗透膜的过程中，通过添加纳米级氧化锌颗粒，将纳米级氧化锌附着在底膜上，使RO膜具备抗菌效果，通过后处理工艺，去除膜在制备过程中经过水相和油相未反应的胺和酸，并通过甘油容器在制备的膜的表面覆盖一层保护层，增强了反渗透膜的耐机械损伤的性能，延长了反渗透膜的使用寿命。

附图说明

图1为发明提供的改性反渗透膜的制备工艺流程图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合说明书附图和本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

下述实施例中所用的试验材料和试剂等，如无特殊说明，均可从商业途径获得。

实施例中未注明具体技术或条件者，均可以按照本领域内的文献所描述的技术或条件或者按照产品说明书进行。

实施例1

一种改性反渗透膜的制备方法，包括以下步骤：

(1)铸膜液的制备：按照重量比为70:30，将二甲基甲酰胺与聚砜混匀搅拌，静置12h，密封保存并脱泡处理；

(2)将步骤(1)中配置好的铸膜液通过挤出机涂布在无纺布上，将涂布有铸膜液的无纺布通过传送辊输送至挤出一车间，传送辊的运转速度为5m/min，涂布有铸膜液的无纺布依次经过三个水槽水洗后，在75℃烘箱内烘干35s；

(3)传送辊继续将无纺布输送至挤出二车间，传送辊的运转速度为5m/min，先将无纺布浸入以间苯二胺和水组成的水相溶液中，水相溶液中间苯二胺的质量浓度为2％，再浸入装有纳米级氧化锌颗粒溶液的容器中，然后经过75℃的烘箱烘干35s，其中，纳米级氧化锌颗粒溶液中纳米级氧化锌的质量浓度为1％，纳米级氧化锌颗粒的粒径为5nm；

(4)传送辊继续将无纺布输送至挤出三车间，传送辊的运转速度为5m/min，无纺布浸入以均苯三甲酰氯和异构十二烷烃组成的油相溶液内，油相溶液中均苯三甲酰氯质量浓度0.5％，再经过75℃的烘箱烘干2min；

(5)传送辊继续将无纺布输送至后处理车间，传送辊的运转速度为5m/min，无纺布依次浸入装有异丙醇质量浓度为60％的容器、装有NaClO质量浓度为5％容器、装有IPA质量浓度为30％容器、水槽和装有甘油质量浓度为8％的容器处理后，经过80℃的烘箱烘干2min，制得改性反渗透膜，再收卷分切成所需要的宽幅。

实施例2

一种改性反渗透膜的制备方法，包括以下步骤：

(1)铸膜液的制备：按照重量比为70:30，将二甲基甲酰胺与聚砜混匀搅拌，静置12h，密封保存并脱泡处理；

(2)将步骤(1)中配置好的铸膜液通过挤出机涂布在无纺布上，将涂布有铸膜液的无纺布通过传送辊输送至挤出一车间，传送辊的运转速度为5m/min，涂布有铸膜液的无纺布依次经过三个水槽水洗后，在75℃烘箱内烘干35s；

(3)传送辊继续将无纺布输送至挤出二车间，传送辊的运转速度为5m/min，先将无纺布浸入以间苯二胺和水组成的水相溶液中，水相溶液中间苯二胺的质量浓度为2％，再浸入装有纳米级氧化锌颗粒溶液的容器中，然后经过75℃的烘箱烘干35s，其中，纳米级氧化锌颗粒溶液中纳米级氧化锌的质量浓度为1.5％，纳米级氧化锌颗粒的粒径为5nm；

(4)传送辊继续将无纺布输送至挤出三车间，传送辊的运转速度为5m/min，无纺布浸入以均苯三甲酰氯和异构十二烷烃组成的油相溶液内，油相溶液中均苯三甲酰氯质量浓度0.5％，再经过75℃的烘箱烘干2min；

(5)传送辊继续将无纺布输送至后处理车间，传送辊的运转速度为5m/min，无纺布依次浸入装有异丙醇质量浓度为60％的容器、装有NaClO质量浓度为5％容器、装有IPA质量浓度为30％容器、水槽和装有甘油质量浓度为8％的容器处理后，经过80℃的烘箱烘干2min，制得改性反渗透膜，再收卷分切成所需要的宽幅。

实施例3

一种改性反渗透膜的制备方法，包括以下步骤：

(1)铸膜液的制备：按照重量比为70:30，将二甲基甲酰胺与聚砜混匀搅拌，静置12h，密封保存并脱泡处理；

(2)将步骤(1)中配置好的铸膜液通过挤出机涂布在无纺布上，将涂布有铸膜液的无纺布通过传送辊输送至挤出一车间，传送辊的运转速度为5m/min，涂布有铸膜液的无纺布依次经过三个水槽水洗后，在75℃烘箱内烘干35s；

(3)传送辊继续将无纺布输送至挤出二车间，传送辊的运转速度为5m/min，先将无纺布浸入以间苯二胺和水组成的水相溶液中，水相溶液中间苯二胺的质量浓度为2％，再浸入装有纳米级氧化锌颗粒溶液的容器中，然后经过75℃的烘箱烘干35s，其中，纳米级氧化锌颗粒溶液中纳米级氧化锌的质量浓度为2％，纳米级氧化锌颗粒的粒径为5nm；

(4)传送辊继续将无纺布输送至挤出三车间，传送辊的运转速度为5m/min，无纺布浸入以均苯三甲酰氯和异构十二烷烃组成的油相溶液内，油相溶液中均苯三甲酰氯质量浓度0.5％，再经过75℃的烘箱烘干2min；

(5)传送辊继续将无纺布输送至后处理车间，传送辊的运转速度为5m/min，无纺布依次浸入装有异丙醇质量浓度为60％的容器、装有NaClO质量浓度为5％容器、装有IPA质量浓度为30％容器、水槽和装有甘油质量浓度为8％的容器处理后，经过80℃的烘箱烘干2min，制得改性反渗透膜，再收卷分切成所需要的宽幅。

实施例4

一种改性反渗透膜的制备方法，包括以下步骤：

(1)铸膜液的制备：按照重量比为70:30，将二甲基甲酰胺与聚砜混匀搅拌，静置12h，密封保存并脱泡处理；

(2)将步骤(1)中配置好的铸膜液通过挤出机涂布在无纺布上，将涂布有铸膜液的无纺布通过传送辊输送至挤出一车间，传送辊的运转速度为5m/min，涂布有铸膜液的无纺布依次经过三个水槽水洗后，在75℃烘箱内烘干35s；

(3)传送辊继续将无纺布输送至挤出二车间，传送辊的运转速度为5m/min，先将无纺布浸入以间苯二胺和水组成的水相溶液中，水相溶液中间苯二胺的质量浓度为2％，再浸入装有纳米级氧化锌颗粒溶液的容器中，然后经过75℃的烘箱烘干35s，其中，纳米级氧化锌颗粒溶液中纳米级氧化锌的质量浓度为2.5％，纳米级氧化锌颗粒的粒径为5nm；

(4)传送辊继续将无纺布输送至挤出三车间，传送辊的运转速度为5m/min，无纺布浸入以均苯三甲酰氯和异构十二烷烃组成的油相溶液内，油相溶液中均苯三甲酰氯质量浓度0.5％，再经过75℃的烘箱烘干2min；

(5)传送辊继续将无纺布输送至后处理车间，传送辊的运转速度为5m/min，无纺布依次浸入装有异丙醇质量浓度为60％的容器、装有NaClO质量浓度为5％容器、装有IPA质量浓度为30％容器、水槽和装有甘油质量浓度为8％的容器处理后，经过80℃的烘箱烘干2min，制得改性反渗透膜，再收卷分切成所需要的宽幅。

对比例1

本对比例与实施例的区别在于：本对比例传送辊继续将无纺布输送至挤出二车间，传送辊的运转速度为5m/min，将无纺布浸入以间苯二胺和水组成的水相溶液后，再经过75℃的烘箱烘干35s；

其他工艺过程与实施例4相同。

对比例2

本对比例与实施例的区别在于：纳米级氧化锌颗粒溶液中纳米级氧化锌的质量浓度为0.5％；

其他工艺过程与实施例4相同。

将实施例1-4制备的改性反渗透膜与对比例1-2制备的反渗透膜进行抑菌率和抗菌效果检测，检测结果如表1所示，根据表1结果可以看出，本发明在制备反渗透膜的过程中，通过添加纳米级氧化锌颗粒，将纳米级氧化锌附着在底膜上，使RO膜具备抗菌效果。

表1为实施例1-4和对比例1-2制备的RO膜的菌率和抗菌效果

对比例3

本对比例通过购买市面上的普通的RO膜成品。

将实施例1-4制备的改性反渗透膜与对比例1-3的RO膜进行耐机械损伤性能测试，结果如表2所示。

表3为实施例1-4和对比例1-3的RO膜耐机械损伤性能测试结果

综上，本发明在制备反渗透膜的过程中，通过添加纳米级氧化锌颗粒,将纳米级氧化锌附着在底膜上，使RO膜具备抗菌效果，通过后处理工艺，去除膜在制备过程中经过水相和油相未反应的胺和酸，并通过甘油容器在制备的膜的表面覆盖一层保护层，增强了反渗透膜的耐机械损伤的性能，延长了反渗透膜的使用寿命。

以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。